輪到中國卡脖子了！該技術被列入禁止出口清單，美國3次求購遭拒

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前言

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提到制約我國科技發展的關鍵技術，公眾往往首先聯想到的是光刻機、航空發動機以及半導體芯片，似乎全球高科技競爭的焦點僅集中于這幾項尖端領域。

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誠然，這些技術至關重要，但它們并非全部。中國其實還掌握著一項低調卻極具戰略價值的核心突破——由華中科技大學張海鷗教授團隊研發的鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術，這項成果甚至令美國政府坐立難安。

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該技術有望徹底重塑飛機、火箭等高端裝備的制造流程，將原本長期被西方壟斷的關鍵承力部件生產權牢牢掌握在自己手中。

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面對這一顛覆性工藝，美方曾三次提出高價收購請求，均遭拒絕，最終該技術也被正式列入國家禁止出口目錄。那么，它究竟強大到了何種程度？

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鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術

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在當前輿論環境中，每當談及國際科技博弈，大眾注意力幾乎全部集中在納米級精度的微電子領域。

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人們為極紫外光源焦慮，為7納米以下制程擔憂，仿佛國家命運就維系于能否在指甲蓋大小的硅片上雕刻出更精細的線路。

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這種對“計算能力”與“信息處理”的過度關注，常常讓我們忽視了工業體系中的另一條主干道——那是一條關于結構強度、材料韌性與承載極限的硬核賽道。

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事實上，真正決定一個國家能飛多高、潛多深、戰多遠的，除了大腦中的集成電路，更需要身體上的“鋼鐵之骨”。

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當我們把視線從顯微鏡移開，轉向轟鳴作響的重型車間，便會發現，在戰斗機起落架、運載火箭連接環、核電反應堆核心構件等領域，中國曾經遭遇的技術封鎖之痛，并不亞于芯片產業。

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而在武漢喻家山下的實驗室里，有一項鮮為人知卻鋒芒畢露的技術，默默耕耘二十載，終使西方從試圖重金購得轉為只能仰望，這正是張海鷗團隊所開創的“鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術”。

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要理解其技術含金量，必須先了解傳統高端金屬零件制造方式的局限。在過去很長一段時期內，無論是殲-20戰機的核心框架，還是C919客機的主起落架，都不得不依賴一條耗時漫長且成本高昂的傳統路徑。

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傳統制造遵循的是“減材成型”邏輯：若需特定形狀的高強度零部件，必須先獲取數十噸重的優質金屬鑄錠，送入高溫爐加熱至紅熱狀態，再轉移至萬噸級水壓機下進行強力鍛打，以壓實內部孔隙，提升致密度，此過程稱為鍛造。

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而這僅僅是開始。完成鍛造后的毛坯還需進入五軸聯動數控機床，通過層層切削去除多余部分。整個流程堪稱“用金錢換取性能”的典型代表。一塊巨大的鈦合金原始坯料，最終保留在飛機上的部分通常不足十分之一，其余超過90%均被削成廢屑。

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更嚴重的問題在于周期冗長，單個大型構件的制造動輒數月甚至以年計。此外，還有一個極高門檻——超大尺寸模具和重型鍛壓設備。誰掌控這些資源，誰就掌握了通往重大裝備制造的通行證。

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長期以來，歐美俄等國在此領域占據主導地位。你想增產？請排隊等待；你想定制？需額外加價；至于核心模具設計技術，則根本不會對外出售。

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難道就沒有替代方案？這個問題自上世紀九十年代中期起，便深深扎根于華中科技大學張海鷗教授的腦海之中。

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攻克技術

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彼時，3D打印（即增材制造）概念剛剛興起，帶來了一種全新的“正向構建”思路——所需形狀可逐層堆積而成，無需龐大模具，也避免了材料的巨大浪費。

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理想雖美好，但早期金屬3D打印存在致命缺陷：結構“外強中干”。當時主流采用激光熔融金屬粉末的方式，雖能實現復雜幾何形態，甚至做出精美鏤空結構，但僅限觀賞或非承力用途。

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一旦置于顯微鏡下觀察，其內部晶粒粗大，遍布肉眼不可見的微孔，此類材料用于日常模型尚可，若應用于承受數百噸沖擊力的航天器受力件或飛行器關鍵結構，則無異于拿生命冒險。

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因此，業內普遍認為：3D打印所得金屬件天生脆弱，難以擔當重任。

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然而，這種共識并未動搖張海鷗的決心。相反，他從中看到了突破口：既然打印件松散，是因為缺乏鍛煉；而鍛造之所以增強性能，源于千錘百煉的過程。

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那么，是否可以嘗試同步進行？一邊堆疊金屬，一邊實施鍛打？這一設想在2009年國家啟動高檔數控機床重大專項之際迎來契機，但實際執行難度堪比登天。

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要知道，在傳統工業體系中，鑄造、鍛造與銑削屬于完全不同工種，分屬獨立車間，各自擁有不同的溫度環境與操作規范。

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如今要將這三項工藝整合進同一臺設備，并確保協同運作無縫銜接，其難度相當于一人同時演奏鋼琴、進行拳擊并穿針引線。

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技術團隊面臨的最大挑戰是時間控制的極致精確。在他們研發的系統中，并非先打印后鍛造，而是“趁熱施壓”的極限演繹。

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國產電弧槍剛將金屬絲熔化，材料尚處于半固態、塑性最佳的瞬間，高頻微鍛裝置便立即跟進，連續實施微米級鍛打。

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這一擊之下，內部氣泡被徹底擠壓消失，潛在裂紋被閉合，新生的粗大晶粒被破碎重組為極其細密的微觀組織。待該層冷卻定型，下一層金屬液隨即疊加，形成“打印—鍛打—銑削”三步循環推進的獨特模式。

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為了打通這條新路，從1995年初具構想到2009年全面攻堅，再到無數次失敗試驗堆積如山，張海鷗夫婦及其學生幾乎將全部青春傾注于實驗室的機器旁。

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這里沒有寫字樓里的咖啡香氣，只有刺目的電弧光、金屬撞擊的巨響與揮之不去的焦灼氣味。“微鑄鍛同步”工藝的成功，標志著中國徹底跳出了西方既定技術路線。

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當國外同行仍執著于昂貴激光源與高純度金屬粉末時，中方團隊直接選用廉價工業焊絲作為原料，熱源亦采用普通電弧，整體成本降至地板級別，僅為傳統激光打印的幾十分之一。

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直至2013年，首批經金相分析驗證完全合格的小型試件成功問世；2016年，具備完整工業化能力的整機正式運行。當這臺設備陸續產出一個個不僅外形復雜、且內部組織媲美萬次鍛打的鈦合金構件時，全球高端制造界為之震動。

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2018年，九位院士齊聚評審現場，給予這項技術“國際首創、國際領先”的高度評價。這并非溢美之詞，因當時國外頂尖機構仍在沿用“先打印、后熱處理”的多階段流程，而中國已實現全流程一體化集成。

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一旦走出實驗室，該技術釋放的能量極為驚人。C919客機主起落架關鍵承力件不再依賴“萬噸鍛壓+大量切削”的老舊模式。

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長征系列火箭所需的大型轉接環，無需等待漫長的模具開發周期，可直接“生長”成型。甚至以往設計師心存幻想卻不敢落筆的輕量化結構——如內部蜂窩網格、蜿蜒散熱通道等，如今皆可輕松實現。

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因為在打印過程中，銑刀可隨時介入修整復雜內腔，隨后繼續封頂打印，這種“邊造邊修”的能力，是傳統鍛造工藝望塵莫及的優勢。

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這種降維打擊式的能力，意味著我國在航空航天與高端裝備迭代速度上獲得了前所未有的“加速器”。當對手還在排隊等待鍛造毛坯驗證新設計時，我們或許已完成三代優化。

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從殲-20的大型鈦合金隔框，到衛星精密支架，乃至尺寸達12米×4米×3米的巨型金屬結構，只要能夠設計出來，就能被精準制造出來，而且更快、更省、更強。

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適用材料范圍廣泛，涵蓋高溫合金、高強度鋼、鋁合金，甚至難以加工的鎂合金，均可在該系統中穩定成型。

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西方國家多次求購

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如此顛覆行業規則的技術，自然引起西方高度警惕。那些老牌工業強國深知其背后的戰略意義——這不僅是新型設備，更是對其幾十年來依托“大型模具+精密加工”建立的技術壁壘的徹底瓦解。

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于是，一波又一波外國采購代表接踵而至，報價從數億元逐步攀升至逾三十億元人民幣，但無論金額多高，張海鷗教授始終態度堅決：不賣。這不僅是個人風骨的體現，更是基于國家戰略安全的清醒判斷。

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這項技術絕非可用金錢衡量的商品。試想，若其流入他國，使競爭對手同樣具備低成本高效制造頂級金屬構件的能力，那么我們在新一代戰機、火箭乃至核潛艇領域苦心積累的優勢將瞬間歸零。

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這才是真正的核心競爭力，是一種無法用金錢購買的時間領先優勢。

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國家層面反應迅速而果斷。2020年，商務部與科技部聯合修訂發布《中國禁止出口限制出口技術目錄》，其中“鑄鍛銑一體化金屬3D打印關鍵技術”赫然在列，編號183506X。

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至2023年，相關管控條款進一步細化收緊，相當于為該技術貼上了最高級別的保密封印，同時也向世界宣告：中國不再只是追隨者，我們正在開辟一條自主可控的全新工業發展路徑。

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回望過去，我們習慣性地聚焦于尚未突破的短板而憂心忡忡，卻常忽略在那些看似“笨重粗糙”的基礎制造領域，中國科研人員付出了何等艱辛的努力。

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如果說光刻機決定了未來數字世界的生存邊界，那么像“鑄鍛銑一體化”這樣的技術，則決定了物理空間的拓展極限。

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它無聲無息，但當我們翱翔于前所未有的高空，深入地球最幽暗的海底時，支撐這一切的，正是這一錘一錘鍛造出的中國制造的“脊柱”。

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結語

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在這個喧囂浮躁的時代，張海鷗團隊甘坐二十年冷板凳，換來的是國家工業版圖中一張無可替代的戰略王牌。

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它昭示世人，真正的“大國重器”，不是靠炒作贏得的，也不是靠引進換來的，而是由無數個日夜堅守在機器旁的科研工作者，用堅持與智慧，硬生生從不可能中“砸”出來的。

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這種無法被扼住咽喉的技術底氣，才是我們在風云變幻中屹立不倒的最強根基。

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信息來源：

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《列入限制出口名單，美國曾3次求購！這項3D打印技術僅中國掌握》新浪財經2021-03-30 19:06

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